预制混凝土柱-钢梁装配式节点受力性能研究

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目前我国正在大力推进建筑行业的建造方式改革,通过一段时期的政策扶持和引导,装配式建筑在全国范围内的新建建筑中的占比正在持续增长。相较于装配整体式混凝土框架结构体系,装配整体式钢框架结构体系,装配式钢-混组合框架结构体系结合了混凝土框架结构和钢框架结构的特点,更加适用于建筑布局规整,模块化程度高的低多层公共建筑,与此同时这种体系也能够使钢材抗拉强度和钢材塑性得到充分发挥,也充分利用了混凝土抗压性能好的优点,弥补了彼此各自的缺点;这种结构体系承载能力有所提高,截面面积相对减小,自重轻,可以降低基础的造价;相较于钢框架结构体系只需要处理钢梁的防火防腐问题,费用也大为减少。对于装配式钢-混组合框架结构体系,由预制钢筋混凝土柱和钢梁组成(RCS组合节点)的传力节点的研究是结构体系研究的核心之一。国外已经对于RCS框架节点做出了大量的试验分析研究,在实际工程中也有所应用,并已经制定了相关的规范指南等。但是相关研究仍然不够全面,研究的手段大多是试验,对于有限元分析尚处于起步阶段;研究的大部分集中于RCS中间层中柱节点,对于边柱及角柱及顶层节点的研究还不够充分,并且国外对于RCS组合框架的应用都是结合了该国建筑的实际情况,与我国研究内容及应用方向有所不同。针对当前该节点研究仍然存在的不足,综合考虑美国、日本等国外研究的部分成果及国内已有的节点研究和实际工程中已有的应用节点的基础上,本文主要研究工作如下:1.提出了一种新型的适用于低多层办公楼、学校、商业、停车楼等公共建筑的预制钢筋混凝土柱和钢梁连接节点(RCS组合节点);2.运用非线性详细分析软件MidasFEA建立了五组中柱、两组角柱等不同受力位置的计算模型,研究新型RCS节点的静力性能;3.通过设置不同的构造措施,分析节点的荷载-位移关系,研究该种新型节点的破坏形式,验证节点的应力传递机理。4.对比国内外相关节点计算研究成果,进而对已有的承载力计算公式进行系统分析,并总结分析结果提出改进。
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